• 제목/요약/키워드: 음향 임피던스

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미립자 집단 최적화 알고리즘을 이용한 다중모드 수중 음향 압전 트랜스듀서의 등가회로 모델링 (Equivalent Circuit Modeling of Multiple Modes Underwater Acoustic Piezoelectric Transducer Using Particle Swarm Optimization Algorithm)

  • 이정민;이병화;백광렬
    • 한국음향학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.363-369
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    • 2009
  • 본 논문에서는 인접된 다중모드 공진점을 갖는 수중 음향 압전 트랜스듀서의 전기적 등가회로 모델을 추정하는 방법을 제안하였다. 트랜스듀서의 실측된 임피던스와 추정된 등가모델의 임피던스 오차가 최소가 되도록 공진모드간 결합 영향을 고려한 적합도 함수를 제안하고, 미립자 집단 최적화 (PSO:Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 이용하여 등가회로의 미지상수를 추정하였다. 3개의 공진점을 갖는 샌드위치형 예제 트랜스듀서에 대하여 제안된 방법을 적용하여 등가회로를 모델링하고, 수중에서의 임피던스 측정치와 추정된 등가모델의 임피던스를 비교함으로써 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

1-3형 압전복합체를 이용한 초음파 탐촉자 설계 및 시작품 제작 (Design of an Ultrasonic Transducer with 1-3 Mode Piezocomposites and Fabrication of its Prototype)

  • 한교훈
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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    • pp.1-4
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    • 1998
  • 본 논문에서는순수 압전세라믹에 비해 동등이상의 압적특성을 가지면서도 음향임피던스가 월등히 낮은 1-3형 압적복합체를 이용한 탐촉자의 개발에 관해 연구하였다. 압전 복합재료 탐촉자는 그 자체만으로 측정대상체와의 음향임피던스 차를 최소화하여 별도의 정합층을 필요로 하지 않는 특징을 가진다. 이를 위하여 본 연구에서는 복합재료에 사용되는 고분자재료의 물성값 설계와, 압전세라믹과의 적절한 배합구조와 형상의 결정에 주안점을 두었다. 그 결과를 바탕으로 압전 복합체 초음파 트랜스듀서 시작품을 제작하고 그성능을 분석하였으며, 이론적인 시뮬레이션 결과과의 비교를 통해 설계이론의 타당성을 검증하였다.

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유한 배플 원통 진동체의 수중 방사 임피던스에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of the In-Water Radiation Impedance of the Finite Baffle Cylinder Radiator)

  • 김원호;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.23-29
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    • 1994
  • 본 논문에서는 원통형 압전 진동체에 대한 수중 방사 임피던스를 유한 배플 구조에서의 측정 결과와 무한 배플 구조에서의 이론 결과를 비교하여 방사 임피던스에 대한 배플의 영향을 규명하였다. 배플의 길이가 증가할수록 방사 임피던스의 측정치는 무한 배플에서의 이론치에 접하하며, 배플의 영항은 방사저항에서 보다 방사 리액턴스에서 더 지배적 임을 보인다. 따라서 음향 변환기의 설계시 무한 배플 구조에서의 방사 임피던스 이론 결과를 적용하기 위해서는 배플길이에 따른 임피던스의 보상이 수행되어야 한다.

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장방형 트랜스듀서의 자기방사 임피던스 계산 (Calculation of Self-radiation Impedance for a Rectangular Transducer)

  • 이기욱;김무준;하강열;김천덕
    • 한국음향학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.85-89
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    • 2000
  • 본 논문에서는 기 확립한 정방형 진동면의 수열을 사용한 자기 및 상호방사 임피던스 계산법을 확대 적용하여 임의정수의 종횡비를 갖는 장방형 트랜스듀서의 자기방사 임피던스 계산법을 제시하였다. 이 방법은 짧은 시간내에 비교적 정확한 계산 결과를 얻을 수 있는데, 분할한 음원요소의 수에 따른 계산정도 및 계산시간을 고찰한 후, 종횡비가 다른 몇몇 장방형 트랜스듀서의 자기방사 임피던스를 산출하여 기존의 문헌치와 비교하였다.

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통과하는 유동이 존재하는 천공요소의 음향 임피던스의 무차원화에 관한 연구 (Non-dimensional Analysis of the Acoustic Impedance of perforated Elements with Bias Flow)

  • 이성현;이정권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.920-923
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    • 2004
  • 천공 요소는 자동차나 공조기 등의 유체기계의 흡/배기계에 널리 사용된다. 천공요소는 일반적으로 유동과 소음원이 동시에 존재하는 환경에서 사용되며, 유동 및 음압 레벨의 변화에 의해서 큰 영향을 받게 된다. 천공요소의 임피던스의 변화는 소음기의 음향학적 특성에 영향을 미치게 되므로, 유동이나 음압 조건이 임피던스에 미치는 영향에 대한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 통과하는 유동이 존재하는 천공요소의 임피던스를 실험을 통하여 측정하고 경계요소법을 사용하여 예측하였다. 측정 및 예측된 임피던스를 무차원화 해석을 수행하여 영향을 미치는 인자들을 분석하였다.

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수중 음향 트랜스듀서의 임피던스 변화를 고려한 소나 송신기의 설계 및 출력 제어 기법 (Design and output control technique of sonar transmitter considering impedance variation of underwater acoustic transducer)

  • 신창현;이윤호;안병선;윤홍우;권병진;김경섭;이정민
    • 한국음향학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.481-491
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    • 2022
  • 능동 소나 송신시스템은 전기신호를 증폭하여 출력해주는 송신기와 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환해주는 수중 음향 트랜스듀서로 구성된다. 일반적으로 송신기 출력 특성은 부하 임피던스에 의존적이며 송신기 부하인 수중 음향 트랜스듀서는 구동 시 전기적 임피던스가 주파수에 따라 크게 변화하는 특성을 갖는다. 이러한 가변 임피던스 조건에서는 능동 소나 송신시스템의 출력이 불안정해질 수 있다. 이에 본 논문에서는 능동 소나 송신시스템에서 수중음향 트랜스듀서의 가변 임피던스 조건에서도 안정적인 송신 신호를 전송하기 위한 소나 송신기의 설계 및 제어 기법을 제안하였다. 수중 음향 트랜스듀서의 전기적 임피던스 특성은 실험적 방법으로 분석하였고, 소나 송신기는 단상 풀브릿지 인버터, LC 필터와 정합회로로 구성하였다. 실시간으로 부하 특성이 변하는 Linear Frequency Modulation(LFM) 신호를 송신하면서 송신기와 트랜스듀서를 보호하고 안정적으로 출력 전압 특성을 확보할 수 있는 소나 송신기의 설계 및 출력 제어 기법을 제안하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

ABCD 전송 파라메터를 사용한 광대역 음향 발신기의 역률 개선 연구 (Power Factor Compensation for Wideband Acoustic Projector Using Measurement Data and ABCD matrix)

  • 임준석;편용국
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제48권3호
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    • pp.10-15
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    • 2011
  • 파워를 이용하는 음향 변환자를 설계할 경우 전기적 신호의 에너지가 가급적 많이 음향 에너지로 바뀌어서 전달되도록 하여야 한다. 이를 위해서는 방사임피던스를 포함한 초음파 변환자의 임피던스와 파워 앰프의 출력 임피던스 간에 정합이 필요하다. 특히 구동부의 출력 임피던스 값이 매우 작은 경우 센서의 역률 개선이 꼭 필요하다. 본 논문에서는 광대역 수중 음향 발신기의 역률 개선을 위해서 ABCD 전송 행렬을 사용한 정합 기법을 제안한다.

능동제어를 통한 방음벽 상단 모서리의 음향임피던스의 효과 (Effects of actively controlled surface impedance of top edge of noise barriers)

  • 고효인
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.561-564
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    • 2004
  • 방음벽의 상단모서리는 방음벽의 차음효과를 저하시키는 또 다른 허상음원으로 작용하며 이 현상은 저주파수 영역일수록 두드러지게 나타난다. 이 논문에서는 능동소음제어장치를 통해서 상단 모서리 표면의 음장을 최소화함으로써 표면임피던스의 변화를 통한 상단모서리 주변의 소리에너지의 역학과 원거리 음장에서의 효과를 고찰한다. 능동제어장치를 함유하는 상단모서리를 수학적으로 모델화하여 음장의 분포와 소리의 세기, 능동제어 효과에 영향을 미치는 조건들을 검토하였다. 수치해석적 연구를 통하여서 효과적으로 방음벽의 차음효과를 높이는 최적의 조건을 제시하였다.

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미숙련 작업자에 의한 미확인 조립오차가 스피커 특성에 미치는 영향 (Effects for characteristics of loudspeaker due to unknown fabrication mistakes by unskilled workers)

  • 박석태
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.523-526
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    • 2004
  • 미숙련 작업자들에 의하여 생산되는 라우드스피커의 특성들을 분석하여 제작된 제품들의 품질 신뢰도를 분석하였다. 동일한 부품을 사용한 경우임에도 조립 제작과정에서 누적된 미확인 제작오차에 의하여 발생하는 스피커의 전기 임피던스와 음향응답특성등의 산포도를 분석하였다. 또한, 전기 임피던스 곡선들로부터 T-S 매개변수 규명법으로 규명한 스피커 매개변수들의 산포도도 분석하였다. 부품들의 질량에 대한 실측치와 매개변수법으로 규명한 결과를 비교하여 조립제작과정에서 이 값들의 변화 되는 정도도 분석하였다.

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FLM에 의한 음원의 임피던스 측정 (Measurement of the Source Impedance by FLM)

  • 정갑철;윤제원;권영필
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.217-222
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    • 1995
  • 소음기의 음향 성능을 평가하기 위해서는 음원의 임피던스를 알아야 한다. 음원의 임피던스를 구하기 위한 많은 연구가 행해졌고 정재파법, 음향전달함수법, Two Load Method(TLM), Four Load Method(FLM)등이 여러가지 방법이 개발되었다. 정재파법은 저주파수에서 음원의 출력보다 큰 출력음을 발생시킬 수 있는 스피커가 있어야 하고, 주파수별로 반복 측정해야 하는 번거로움으로 인해 실험에 어려움이 따른다. 전달함수법과 Two Load Method(TLM)는 관내에서 음압을 측정해야 하는데 엔진의 흡배기계와 같이 음압이 높거나 고온의 가스 유동이 있는 경우 측정이 매우 어렵다. 한편 Four Load Method(FLM)는 외부의 방사 음압을 측정하여 음원의 특성을 구하기 때문에 위에서 언급한 문제점들이 없는 반면에 무향실을 이용해야 한다. 본 논문은 음원의 임피던스 측정의 여러 방법 중 FLM에 의하여 스피커 음원의 임피던스를 측정하고 삽입손실을 구하면서 FLM이 가진 문제점을 검토하였다.

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